专利名称：一种中小模数锥齿轮的齿厚测量装置及方法
技术领域：
本发明涉及中小模数锥齿轮制造技术领域。
背景技术：
当前国内外中小模数锥齿轮生产都是成对供应，在生产过程中控制大轮的齿厚，小轮与大轮相配，通过滚动检查机调试接触区及啮合间隙，成对供应市场。特别是中小模数弧齿锥齿轮的大批量生产采用双面刀盘、双面法加工。为了有效提高锥齿轮的加工质量，控制大轮齿厚是非常有效的。国内外锥齿轮制造过程中对齿厚的测量，一般采用如下几种方法 一、采用齿厚游标卡尺(图1)，这种测量方法，按图纸要求直接测量锥齿轮的大端分圆弦齿厚S，弦齿高h。游标卡尺直接读出所测齿厚值。这种测量方法，要控制锥齿轮大端外圆尺寸。对所测齿轮是螺旋锥齿轮、卡尺要垂直轮齿大端的齿面。这种方法简便、但不易测准确。有些轮坯要切去轮齿大端齿顶(图2中被测齿轮所示)，则必须在齿轮加工后进行。双曲线齿轮齿厚测量点在齿宽中点处。二、采用比较法测量(图2所示)，一个齿轮定位装置，齿轮能在上面精确回转。测量头进入齿槽，百分表所示表示被测齿轮的齿厚的状况，若与合格齿轮或基准齿轮比较在一定误差范围内表示齿厚合格。这种齿厚测量方法，不能直接反映出齿厚的实际值。上述两种方法只控制大轮齿厚，相配对齿轮(小轮)齿厚在滚动检查机上与大齿轮啮合，控制啮合间隙来替代。三、目前中小模数弧齿锥齿轮的加工方法，一般采用双面法，不少企业依靠控制加工齿轮的刀盘刀顶距及加工齿深来达到控制齿厚。不直接检测齿厚。一般在滚动机上控制大小轮的啮合间隙替代。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种有效可靠的中小模数锥齿轮齿厚测量装置，为此，本发明采用以下技术方案
所述测量装置包括导轨，所述导轨上设有可以前后移动的导轨滑块一和导轨滑块二，所述导轨滑块一上设有表杆座，所述表杆座上竖有表杆尺，所述表杆尺上设有可以沿表杆尺上下移动的表杆，所述表杆与带可更换测量球的百分表或数显尺相连，所述导轨滑块二上安装有可精确定位、旋转被测齿轮的工作台，该工作台为用于测量大轮的工作台，可更换为用于测量小轮的工作台，所述导轨滑块一与导轨滑块二中间设有固定的定位座，所述定位座与所述表杆座之间设有放入块规A的活动空间，所述测量装置还包括放置于工作台上的块规B，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量大轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量小轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；所述测量球的尺寸与所测齿轮的齿厚相配。通过以上技术方案，本发明不同于现有的齿厚测量装置，测量方便、测量精度高、有效、可靠。本发明的优点如下
首先，本发明通过块规A、B以及测量球的直径数据，在测量球可更换的条件下，可以通过计算得知齿厚的实际值；
其次，本发明可以测量小轮即节锥角小于45°的锥齿轮； 最后，本发明按照被测齿轮的安装基面作为测量基准面，能保证在安装基面下的齿厚尺寸及其所测齿轮安装距的一致性。
本发明所解决的技术问题还包括提供一种有效可靠的使用以上测量装置的齿厚测量方法，为此，本发明采用以下技术方案
本发明采用上述装置以及如下步骤
1)、按计算配置测量球，并在测量球到安装基面尺寸中补偿测量球误差值；记录下测量球的精确尺寸，注明测量球至齿轮安装基面的径向和轴向尺寸，精确调整测量装置，按计算配置测量球，测量球尺寸可圆整；
2)、校正测量球至安装基准的距离，在表杆座与工作台之间放入块规A，测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，更换工作台为测量大轮的工作台，所述块规的长度与该齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，更换工作台为测量小轮的工作台，所述块规的长度与齿厚测量点至齿轮底部的值相同，在放入块规A后，带动整个表杆座以及百分表向反方向推动，使得球形测头落在齿厚中心处，该校正也可以采用数显尺来达到；
3)、在将测量球放入所测齿轮齿槽前。先将测量球放在块规B上对零，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，然后放入测量球在齿槽内，测量表值即为B值的公差值；
4)、齿厚测量装置经过调整，所测得的齿厚测量值，是一个以齿轮安装基面下的测量值，可确保锥齿轮安装的正确，由所记录下的所测齿轮的齿轮中心至齿厚测量点、齿厚测量点至齿轮底部的值，及测量球直径尺寸，就可通过计算得出齿厚实际值，只要控制测量表值在B值的允许的公差值范围内就知道齿厚是否达到要求。
通过以上技术方案，本发明不同于现有的齿厚测量方法。以本发明这种方法控制中小模数锥齿轮的生产，将有效地提高小模数锥齿轮的加工质量。本发明按被测齿轮的安装基面作为测量基准面，这种方法控制齿厚能保证在安装基面下的齿厚尺寸及其所测齿轮安装距的一致性。这种方法是生产互换齿轮的重要条件之一。借助于三维数字测量，控制齿轮的质量，上述二项结合可生产互换型小模数锥齿轮从而替代传统的配对式齿轮。
图I为使用游标卡尺测量齿厚的使用参考图。图2为锥齿轮齿厚的比较法测量结构图。图3为本发明的中小模数锥齿轮齿厚测量装置结构图。图4为图3所示被测齿轮的放大图(测量示意图)。图5为图4所示被测齿轮的齿面被测时放入测量球的参考图。图6为测量小轮即节锥角小于45°的锥齿轮的安装示意图。·图7为实施例I利用数控三维数字测量仪测得的齿面三维数字测量值图。图8为按照图7绘制的齿面网格图。
具体实施例方式本发明提供一种测量装置。具体如下
参见附图3，所述测量装置包括导轨5，所述导轨上设有可以前后移动的导轨滑块一 6和导轨滑块二 7,所述导轨滑块一上设有表杆座8,所述表杆座上竖有表杆尺9,所述表杆尺上设有可以沿表杆尺上下移动的表杆10，所述表杆与带可更换测量球的百分表13或数显尺相连，所述导轨滑块二上安装有可精确定位，旋转被测齿轮的工作台11，该工作台为用于测量大轮的工作台，可更换为用于测量小轮的工作台，图6所述导轨滑块一与导轨滑块二中间设有固定的定位座，所述定位座与所述表杆座之间设有放入块规A的活动空间，所述测量装置还包括放置于工作台上的块规B，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量大轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量小轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；所述测量球的尺寸与所测齿轮的齿厚相配。所述测量装置包括三点支撑的倾斜底板，所述导轨固定在底板上。本发明还提供一种使用上述测量装置的齿厚测量方法。具体如下
所述测量方法为按中小模数锥齿轮(直齿、弧齿)的加工、安装基面为测量基准测量齿厚，确保齿轮齿厚的正确值，具体步骤如下
使用以上装置，
1)、按计算配置测量球，并在测量球到安装基面尺寸中补偿测量球误差值；记录下测量球的精确尺寸，注明测量球至齿轮安装基面的径向和轴向尺寸，精确调整测量装置，按计算配置测量球，测量球尺寸可圆整；
2)、校正测量球至安装基准的距离，在表杆座与工作台之间放入块规A，测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，更换工作台为测量大轮的工作台，所述块规的长度与该齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，更换工作台为测量小轮的工作台，所述块规的长度与齿厚测量点至齿轮底部的值相同，在放入块规A后，带动整个表杆座以及百分表向反方向推动，使得球形测头落在齿厚中心处，该校正也可以采用数显尺来达到；
3)、在将测量球放入所测齿轮齿槽前。先将测量球放在块规B上对零，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，然后放入测量球在齿槽内，测量表值即为B值的公差值；
4)、齿厚测量装置经过调整，所测得的齿厚测量值，是一个以齿轮安装基面下的测量值，可确保锥齿轮安装的正确，由所记录下的所测齿轮的齿轮中心至齿厚测量点、齿厚测量点至齿轮底部的值，及测量球直径尺寸，就可通过计算得出齿厚实际值，只要控制测量表值在B值的允许的公差值范围内就知道齿厚是否达到要求。操作时，测量小轮即节锥角小于45°的锥齿轮，可按图6所示方法安装小轮。图7和图8为采用三维数字测量轮齿齿面精度及可按轮齿三维数字测量值来绘制齿的网格图。可方便、有效分析出轮齿误差情况及找到误差形成原因，实现所生产轮齿齿面
一致性。
本发明的测量方法，如图4，计算出测量球直径d的尺寸，测量球到齿轮安装基的距离A及B,并记录。如图3所示本发明测量装置所测量的其中一个实施例为例
实施例I
被测齿轮参数
Z大=37、Z小=9，轴间角5=90°
ω模数=1-387β螺旋角=35。α齿形角=20。齿览B
计算出测量球直径(1=Φ I. 75 (已圆整)
计算出安装尺寸Α=22. 25，Β=14. 40
齿轮生产采用这种齿厚测量方法控制被加工齿轮的齿厚质量，配以图7、8所示轮齿三维数字测量方法控制轮齿质量及结合传统接触区控制。这种方法所生产小模数锥齿轮可替代传统的大小轮配对生产模式。大批量生产的大小轮可相互交换安装，并保持相同的啮合质量。
权利要求
1.一种中小模数锥齿轮的齿厚测量装置，其特征在于，所述测量装置包括导轨，所述导轨上设有可以前后移动的导轨滑块一和导轨滑块二，所述导轨滑块一上设有表杆座，所述表杆座上竖有表杆尺，所述表杆尺上设有可以沿表杆尺上下移动的表杆，所述表杆与带可更换测量球的百分表或数显尺相连，所述导轨滑块二上安装有可精确定位、旋转被测齿轮的工作台，该工作台为用于测量大轮的工作台，可更换为用于测量小轮的工作台，所述导轨滑块一与导轨滑块二中间设有固定的定位座，所述定位座与所述表杆座之间设有放入块规A的活动空间，所述测量装置还包括放置于工作台上的块规B，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量大轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，需更换工作台为测量小轮的工作台，此时所述块规A的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同。
2.如权利要求I所述的一种中小模数锥齿轮的齿厚测量装置，其特征在于所述所述测量装置包括三点支撑的倾斜底板，所述导轨固定在底板上。
3.使用如权利要求I所述的一种中小模数锥齿轮的齿厚测量装置的齿厚测量方法，其特征在于所述测量方法的具体步骤如下 1)、按计算配置测量球，并在测量球到安装基面尺寸中补偿测量球误差值；记录下测量球的精确尺寸，注明测量球至齿轮安装基面的径向和轴向尺寸，精确调整测量装置，按计算配置测量球，测量球尺寸可圆整； 2)、校正测量球至安装基准的距离，在表杆座与工作台之间放入块规A，测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，更换工作台为测量大轮的工作台，所述块规的长度与该齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，更换工作台为测量小轮的工作台，所述块规的长度与齿厚测量点至齿轮底部的值相同，在放入块规A后，带动整个表杆座以及百分表向反方向推动，使得球形测头落在齿厚中心处，该校正也可以采用数显尺来达到； 3)、在将测量球放入所测齿轮齿槽前，先将测量球放在块规B上对零，在测量大轮即节锥角大于45°的齿轮的时候，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮底部的距离相同；在测量小轮即节锥角小于45°的齿轮的时候，所述块规B的尺寸与被测齿轮的齿厚测量点到齿轮中心的距离相同，然后放入测量球在齿槽内，测量表值即为B值的误差值； 4)、齿厚测量装置经过调整，所测得的齿厚测量值，是一个以齿轮安装基面下的测量值，可确保锥齿轮安装的正确，由所记录下的所测齿轮的齿轮中心至齿厚测量点、齿厚测量点至齿轮底部的值，及测量球直径尺寸，就可通过计算得出齿厚实际值，只要控制测量表值在B值的允许的公差值范围内就知道齿厚是否达到要求。
全文摘要
本发明提供一种中小模数锥齿轮齿厚测量装置，所述测量装置包括导轨，所述导轨上设有可以前后移动的导轨滑块一和导轨滑块二，所述导轨滑块一和导轨滑块二分别与百分表和测量工作台相连，本测量装置还包括与被测齿轮尺寸相配合的块规A和块规B，通过百分表的升降以及更换与百分表相连的测量球，可以对齿轮的齿厚进行测量。所述测量球的尺寸与所测齿轮的齿厚相配。本发明测量方便、测量精度高、有效、可靠。本发明通过块规A、B以及测量球的直径数据，在测量球可更换的条件下，可以通过计算得知齿厚的实际值；本发明还提供一种有效可靠的使用以上测量装置的测量方法，本发明按被测齿轮的安装基面作为测量基准面，这种方法控制齿厚能保证在安装基面下的齿厚尺寸及其所测齿轮安装距的一致性。
文档编号G01B5/06GK102901428SQ20121034119
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月16日 优先权日2012年9月16日
发明者王友利, 文一木 申请人:浙江丰立机电有限公司